Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!
Бронзът, който отдавна е известен на хората, е ценна сплав с уникални характеристики. В статията ще бъдат описани съставът на бронза, неговите видове и специалните свойства на всеки от тях. Също така ще бъде интересно да се запознаете със съвременния обхват на тази сплав.
Какво е бронз?
Бронзът е многокомпонентна сплав, състояща се от два или повече елемента, като основната е медта. Останалите елементи се наричат легиране и се използват за подобряване на работата на метала. Делът на сплавните съединения в бронза може да бъде от 2, 5% . Нанесете в това качество манган, калай, олово, хром, фосфор, желязо и други елементи, с изключение на цинк. Комбинацията от мед и цинк носи името месинг.
В зависимост от количеството добавки в медната сплав бронзът ще има различен цвят. Огненочервените нюанси говорят за висок процент на мед, а студеният цвят на стоманата показва, че в бронза не е повече от 35% мед.
Историята на бронзовата сплав
Бронзът, както е известно от училищните учебници, се използва от много древни времена. Най-древните сплави, направени от хората, са сплави от мед и калай. Констатациите в района на Месопотамия и Южен Иран показват, че първите бронзови изделия датират от третото хилядолетие преди Христа . Всичко беше направено от мед: ястия (чинии, кани и саксии), оръжия (мечове, стрели и оси), огледала, пари под формата на монети и, разбира се, голямо разнообразие от декорации. Древногръцките скулптори (V-IV в. Пр. Хр.) Също оценяват качеството на бронза при отливането на големи статуи. Подобна технология се използва и в наше време.
През Средновековието, изобилстващо от войни, оръдия и артилерийски снаряди бяха изливани от сплав от мед и калай. Най-известното въплъщение на бронза е камбаната, с различна композиция, размер и дебелина на стените, майсторите постигат най-приятните звуци на бронзовия звънец, който се излива наоколо.
Обслужващи хората със своите уникални свойства, тя не губи своята популярност. Произходът на думата се свързва с персийската дума за мед - берен. По-късно се превръща в италианска дума bronzo.
Маркиране на бронз
За да обозначи конкретна сплав, тя се обозначава, както следва:
- Първоначално има буквена комбинация "Br" - бронз;
- Освен това буквите сочат към основните легиращи елементи;
- В края на фигурите се определя съдържанието на легиращите елементи в материала.
Така например, маркировката е BrO5 - съдържанието в сплавта е 5% калай, BrА5 - 5% алуминий.
Маркирането е необходимо не само да се определи съставът и свойствата на бронза, но и неговото специфично тегло. За да направите това, просто използвайте таблицата от директорията. Но ако марката е неизвестна, химическият анализ ще помогне. Това е необходимо за изчисляване на обема на детайла, тъй като неговата формула отразява съотношението на масата към обема. Знаейки специфичното тегло на една сплав, е възможно да се изчисли обемът на част с определена маса и обратно, каква ще бъде теглото на лента с определена стойност.
Бронзови свойства
Както вече беше отбелязано, свойствата на бронза са пряко зависими от наличието в него на един или повече легиращи елементи, както и на техния процент.
Бронзът има:
По-висока устойчивост на корозия, издръжливост и по-нисък коефициент на триене от месинг;- Устойчивост на въздух, в солена вода, въглеродни разтвори и разтвори, съдържащи органични киселини;
- Възможност за заваряване и заваряване;
- Нюанси от червено до бяло;
- Други показатели зависят от състава.
Бронзов състав
Не всяка комбинация от сплав от мед и друг елемент е бронз. Медът и цинкът, както вече споменахме, образуват жълтеникаво-златна сплав, наречена месинг. Но медът и никелът са въплътени в никелово сребро, което някога е било използвано за чудесни лъжици и още повече за монети. Той се оценява от факта, че дълго време не губи своя сребърен нюанс и блясък.
Калаен бронз
Основният сплавен компонент на този бронз е калай. Освен това в сплавта се въвеждат олово, фосфор, арсен и цинк. Калай дава на метъла специални качества - най-добрата разточимост, твърдост и еластичност. Тази комбинация от свойства е идеална за полиране. Други легиращи елементи правят сплавта устойчив на корозия и е по-удобен за леене.
С въвеждането на калай до ниво от 5% от общата маса, пластичността на сплавта започва да намалява и при 20% калай материалът става крехък. По тази причина сплавите, където делът на калай надвишава бариерата от 6%, са подходящи главно за леене, но не са подходящи за валцуване или коване. За да бъде бронзовата сплав по-подходяща за механична обработка, в нея се въвеждат около 5% олово, което осигурява счупване на леки чипове. Фосфорът деоксидира сплавта, която се нарича фосфор, ако процентът на този елемент е повече от един.
Използването на цинк помага да се намали значително цената на материала, практически без да се повлияе на качеството на сплавта от калай с мед. По този начин до 10% от цинка се въвежда в състава, без да се променят механичните свойства, намалявайки разходите за производство.
Най-голямата част от калай може да бъде 33%, при което бронзът получава приятен сребристо-бял цвят. В зависимост от промяната в съотношението на този елемент се постига цвета на материала от червено до жълто.
Специален бронз (без калай)
Сплави с мед, които не съдържат калай като легиращ компонент, се наричат специален или безизразен бронз. Такива сплави на мед с алуминий, желязо, олово, силиций и др. се случи най-различната мисия. Те могат да имат по-високо качество по отношение на калаените сплави, а цветовата им гама е още по-богата на разнообразие.
Алуминиевият бронз печели в механичните свойства в сравнение с калай. Алуминиевите сплави обаче са химически устойчиви . Сплав от мед с силиций и цинк показва отлична течливост в течно състояние.
Берилиевият бронз надминава всички останали по еластичност, като притежава висока твърдост. В допълнение, има висока заваряемост, химическа устойчивост на берилиево-медни сплави. Той работи чудесно с режещи инструменти, придвижвайки го до обработка. По тази причина тази сплав е подходяща за производство на такива части и елементи като мембрани, пружини, контакти с пружини. Те са лесни и надеждни за заваряване и са трайни.
Бронзови характеристики
Технологични характеристики
Според техните технологични свойства бронзът може да бъде:
- Деформируеми или лесно податливи на механично натоварване. Такива свойства имат сплави, съдържащи не повече от 6% калай. Тяхната пластичност позволява щамповане, коване и изработване на велпапе. Той е от ковани сплави, които са изработени от бронзова тел, лента и листове;
- Леярна - предназначена за формоване на отливки. Обработени части, които могат да работят в морска вода, както и зъбни колела и лагери за лагери, са изработени от такива леярни бронзи на базата на мед и калай.
Топлинна проводимост на бронзови сплави
Ако говорим за топлопроводимост, тогава тя пада с въвеждането на легиращи добавки. Въпреки факта, че медта добре провежда топлина, неговите сплави с други компоненти губят по-голям процент от този показател. Ниската топлопроводимост прави бронза неподходящ за триещи единици, заваръчни електроди и други елементи, които изискват бързо връщане и отвеждане на топлината. Въпреки това нисколегираните бронзови сплави са близки по топлопроводимост към медта.
Бронзово производство
Процесът на получаване на този метал се осъществява в електрически индукционни пещи или тигелни пещи, където медта се сплавя с легиращи елементи. Топенето става под слоя флюс или въглен. Сместа от изходния материал за топене може да се приготви както от пресни метали, така и от рециклирани материали.
Бронзов производствен процес:
Определена част от въглища или флюс се поставя в нагрята фурна;- Медта се зарежда в пещта, където се разтопява и нагрява до желаната температура;
- Стопеният материал се дезоксидира с фосфорна мед;
- В деоксидираната стопилка се добавят легиращи компоненти, довеждани до горещо. Огнеупорни легиращи добавки, въвеждащи се под формата на лигатури;
- Всичко се смесва до пълното разтваряне на компонентите и се нагрява до температурата съгласно технологията;
- Преди започване на леенето се извършва повторно деоксидиране с фосфорна мед за отстраняване на неговите оксиди;
- Получената бронзова сплав перфектно се топи и запълва формиращите резервоари под формата на блокове със стандартна и кръгла форма;
- Слитъците се навиват или пресоват.
Сфери на приложение
Поради разнообразните си свойства, бронзът се използва в машиностроенето, ракетната и летателната индустрия, корабостроенето и много други индустрии. Качеството на корозионна устойчивост, износоустойчивост и нисък коефициент на триене го правят незаменим материал за машини и възли, които участват в движещи се части с високо триене. От друга страна, бронзовите части трябва периодично да се актуализират. Благодарение на химическата устойчивост, сплавта от бронз без ламарина се използва за търкаляне на химични елементи и производство на управляващи вентили за различни тръбопроводи .
Неизменната популярност на употребата на бронз при производството на скулптури се дължи на неговата пригодност за леене, както и на атмосферната стабилност, издръжливост и здравина. Важен е и факторът на външната привлекателност на бронзовата скулптура - цвят и блясък, който привлича окото. Освен това бронзът придава на продукта солидност с античността. Поради тази причина най-сложните полилеи, полилеи и други декоративни елементи в театрите и дворците са изработени от бронзови сплави.